貴州「天眼」尋地外文明
圖:最大單口徑射電望遠鏡「天眼」(FAST)/網絡圖片
□榮獲2015年雨果獎的科幻小說《三體》中,女主人公所在的「紅岸基地」,曾偶然收到的一通來自外星文明的無線電波。其實,接收宇宙無線電波的現實版「紅岸基地」,正在貴州省平塘縣克度鎮金科村「大窩?」窪地建設。當前世界最大單口徑射電望遠鏡「天眼」(FAST)建設項目已進入衝刺階段。整個工程預計於2016年9月竣工,該望遠鏡建成後,性能較美國阿雷西博望遠鏡提高約10倍,將有能力巡視宇宙中的中性氫、探測星際分子等,在尋找地外文明的路上再進一步。
「天眼」為何選址地形複雜的貴州省?據FAST總工程師助理兼反射面系統副總工姜鵬介紹,為了給「天眼」找到一個合適的「眼窩」,科學家們前前後後花了十多年的時間。
1993年國際無線電聯大會上,包括中國在內的10國天文學家提出建造新一代射電「大望遠鏡」的倡議,旨在回溯原初宇宙,解答天文學中的眾多難題。1995年底,射電「大望遠鏡」中國推進委員會提出利用貴州喀斯特窪地建造球反射面的「喀斯特工程」概念。經過反覆篩選,最終在平塘縣克度鎮找到了「大窩?」──最適合碩大「天眼」的深深的「眼窩」。到了2007年,項目正式立項並確定選址。2011年3月,FAST工程在貴州開工建設。
面積相當30個足球場
選址耗費如此長的周期,這是因為項目組一直在研究,怎樣才能把工程開挖量降到最低。通過衛星搜索,工程師們在全國定位了300多個窪地。通過層層篩選,人們發現,位於黔東南的「大窩?」窪地形狀大而圓,與FAST造型最接近。除此之外,這篇窪地附近一帶人煙稀少、寧靜的曠野環境還有利於減少電磁波對FAST帶來的干擾。綜合這些因素,「眼窩」最終於2007年花落「大窩?」。
從醞釀至今,即將在2016年9月完工的「天眼」項目已經走過20多個年頭,建成後,這架500米口徑的球面射電望遠鏡接收面積相當於30個足球場。據悉,與被評為人類20世紀10大工程之首的美國阿雷西博望遠鏡相比,「天眼」的綜合性能提高約10倍。那麼,在投入使用之後,它將會在哪些領域大顯身手?
20年內保世界一流
中科院國家天文台射電部首席科學家李菂表示,「天眼」的主秀場是天文領域,比如:探測宇宙中的遙遠信號和物質、開展從宇宙起源到星際物質結構的探討、對闇弱脈衝星及其他闇弱射電源的搜索、高效率開展對地外理性生命的搜索等。FAST工程常務副經理、國家天文台副台長鄭曉年在接受媒體採訪時也說,建成後的「天眼」將有能力巡視宇宙中的中性氫、探測星際分子、觀測脈衝星、搜尋星際通訊信號。借助這隻敏銳的大眼睛,人類在尋找地外文明的路上又向前邁進了一步。
經中科院國家天文台測算,「天眼」的服役年限為30年。李菂對FAST未來的表現很有信心,「待建成後,FAST將在未來20年內保持世界一流地位。」